JPS62198710A - 三次元測定機 - Google Patents
三次元測定機Info
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- JPS62198710A JPS62198710A JP4097486A JP4097486A JPS62198710A JP S62198710 A JPS62198710 A JP S62198710A JP 4097486 A JP4097486 A JP 4097486A JP 4097486 A JP4097486 A JP 4097486A JP S62198710 A JPS62198710 A JP S62198710A
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- JP
- Japan
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- movable
- detector
- guide rail
- linear motor
- slider
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は三次元測定機に係り、特に測定対象物と検出子
との相対移動をリニヤモータで駆動するよう形成し、高
精度、取扱容易かつ小型化を図る三次元測定機の改良に
関する。
との相対移動をリニヤモータで駆動するよう形成し、高
精度、取扱容易かつ小型化を図る三次元測定機の改良に
関する。
載物台に取り付けられた測定対象物と移動機構に支持さ
れた検出子とを三次元方向に移動させつつ検出した検出
子と測定対象物との相対移動変位量をコンピュータ等を
用いて所定処理し測定対象物の寸法等を測る三次元測定
機が知られ、1μm前後の高分解能で高精度測定できる
ことから広く普及しつつある。
れた検出子とを三次元方向に移動させつつ検出した検出
子と測定対象物との相対移動変位量をコンピュータ等を
用いて所定処理し測定対象物の寸法等を測る三次元測定
機が知られ、1μm前後の高分解能で高精度測定できる
ことから広く普及しつつある。
従来のモータ駆動方式の三次元測定機を第7図、第8図
を参照して説明すると、載物台1のZ方向に一対の支柱
30 (30R,30L>が立・設され、支柱30の上
部側は梁部材32で連結されている。
を参照して説明すると、載物台1のZ方向に一対の支柱
30 (30R,30L>が立・設され、支柱30の上
部側は梁部材32で連結されている。
梁部材32にはエヤベアリング76.76を介しX方向
にXスライダ35が摺動自在とされ、またXスライダ3
5と一体的なZ軸ケース8にはスピンドル5の先端に設
けられた検出子4がZ方向に移動可能に支持されている
。そこで一方の支柱30Rの下端側にはYスライダ15
が形成され載物台1のZX内面およびガイドレールlO
のX2E内面にそれぞれエヤベアリング?1,70.7
0で支持され、他方の支柱30Lも同様にZX内面にエ
ヤベアリング71を介し支持されている。従って両支社
30R,30Lに支持されるXスライダ35等を含み移
動機構3が形成され、これにより検出子4は載物台1に
取り付けられた測定対象物Wに対し三次元方向(X、Y
、Z)に摺動自在に支持されている。
にXスライダ35が摺動自在とされ、またXスライダ3
5と一体的なZ軸ケース8にはスピンドル5の先端に設
けられた検出子4がZ方向に移動可能に支持されている
。そこで一方の支柱30Rの下端側にはYスライダ15
が形成され載物台1のZX内面およびガイドレールlO
のX2E内面にそれぞれエヤベアリング?1,70.7
0で支持され、他方の支柱30Lも同様にZX内面にエ
ヤベアリング71を介し支持されている。従って両支社
30R,30Lに支持されるXスライダ35等を含み移
動機構3が形成され、これにより検出子4は載物台1に
取り付けられた測定対象物Wに対し三次元方向(X、Y
、Z)に摺動自在に支持されている。
そして、図に示す従来例の三次元測定機ではY方向につ
いてモータ駆動方式とすれるためにYスライダ15の移
動すべき方向(Y軸方向)に沿って送りネジ13を載物
台1に支持させ、かつ送りネジ13に螺合させたナツト
部材74を連結部材72を介し直接的にYスライダ15
に連結させていた。このようにして、図示しない駆動回
路を介しシロイスチックあるいは測定プログラムでモー
タ75を回動させることにより移動機構3の全体がY方
向にモータ駆動運転できるよう構成されていた。なお、
梁部材32に対しXスライダ35をモータ駆動するため
、すなわち移動機構3の一部分のモータ駆動のための構
造はYスライダ15の場合と同様なため省略している。
いてモータ駆動方式とすれるためにYスライダ15の移
動すべき方向(Y軸方向)に沿って送りネジ13を載物
台1に支持させ、かつ送りネジ13に螺合させたナツト
部材74を連結部材72を介し直接的にYスライダ15
に連結させていた。このようにして、図示しない駆動回
路を介しシロイスチックあるいは測定プログラムでモー
タ75を回動させることにより移動機構3の全体がY方
向にモータ駆動運転できるよう構成されていた。なお、
梁部材32に対しXスライダ35をモータ駆動するため
、すなわち移動機構3の一部分のモータ駆動のための構
造はYスライダ15の場合と同様なため省略している。
従って、図示しないシロイスチックを調整し、あるいは
測定プログラムの指令に基づいて半自動的あるいは全自
動的に検出子4を三次元方向に移動することができる。
測定プログラムの指令に基づいて半自動的あるいは全自
動的に検出子4を三次元方向に移動することができる。
そして、移動機構3をY方向に円滑に移動させかつ検出
子4の位置精度を維持するためにガイドレール10のX
案内面、載物台1の2案内面および梁部材32の各側面
を、例えば、真直度を所定値以内に仕上げる等、精巧に
加工していた。
子4の位置精度を維持するためにガイドレール10のX
案内面、載物台1の2案内面および梁部材32の各側面
を、例えば、真直度を所定値以内に仕上げる等、精巧に
加工していた。
しかしながら、上述の従来三次元測定機には次のような
問題を有していた。
問題を有していた。
(1)検出子4の位置精度を所定範囲に維持するために
ガイドレール10、載物台1等を精巧に加工仕上げして
いるものの、移動機構3は連結部材72、ナンド部材7
4を介し送りネジ73に直接的に連結されているので、
送りネジ73の軸振れ、振動等が検出子4に伝達され°
ζしまうから、測定精度の保証が難しかった。
ガイドレール10、載物台1等を精巧に加工仕上げして
いるものの、移動機構3は連結部材72、ナンド部材7
4を介し送りネジ73に直接的に連結されているので、
送りネジ73の軸振れ、振動等が検出子4に伝達され°
ζしまうから、測定精度の保証が難しかった。
(2)モータ駆動型といえど、移動機構3と送りネジ7
3との螺合を断って検出子4を手動によって高速で移動
させる要請に応えるには、例えば、特開昭49−107
59号に開示されたようないわゆる粗微動装置を格別に
設けなければならないので測定機が大型化してしまうと
同時にそのナンド部材74と送りネジ73との螺合、解
放を都度繰り返さなければならないため測定精度の低下
を招き、さらには、再自動運転に備える移動機構3と送
りネジ73との位置合わせ作業を必要とするので作業能
率が悪かった。
3との螺合を断って検出子4を手動によって高速で移動
させる要請に応えるには、例えば、特開昭49−107
59号に開示されたようないわゆる粗微動装置を格別に
設けなければならないので測定機が大型化してしまうと
同時にそのナンド部材74と送りネジ73との螺合、解
放を都度繰り返さなければならないため測定精度の低下
を招き、さらには、再自動運転に備える移動機構3と送
りネジ73との位置合わせ作業を必要とするので作業能
率が悪かった。
(3)検出子4の移動変位の精度は、送りネジ73のピ
ンチ、モータ75との減速比率等で決定されるので精度
と速度とが反比例しその両者の整合が難しかった。また
、移動機構3のイナーシャを考慮するとモータ75が大
型となるので、この点も測定機全体を大型化してしまう
という問題もあった。
ンチ、モータ75との減速比率等で決定されるので精度
と速度とが反比例しその両者の整合が難しかった。また
、移動機構3のイナーシャを考慮するとモータ75が大
型となるので、この点も測定機全体を大型化してしまう
という問題もあった。
本発明は、上記の問題点を解消し、取扱容易で小型化を
図りつつ高精度の測定を保障できる三次元測定機を提供
することを目的とする。
図りつつ高精度の測定を保障できる三次元測定機を提供
することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段および作用〕(手段)
本発明は、従来三次元測定機が移動機構と、送りネジ等
利用の駆動装置と、が直接的に連結されていることから
諸問題が生じていることに着目し、その両者を非接触方
式として前記問題点を解決するものである。
利用の駆動装置と、が直接的に連結されていることから
諸問題が生じていることに着目し、その両者を非接触方
式として前記問題点を解決するものである。
このために、第1の発明を、載物台に取り付けられた測
定対象物と移動機構に支持された検出子とを三次元方向
に移動させつつ検出した検出子と測定対象物との相対移
動変位量を所定処理して測定対象物の寸法等を測る三次
元測定機において、前記移動機構を固定部材とこの固定
部材の長手方向に移動可能に案内された前記検出子を支
持する可動構造体とから形成し、該固定部材に固定部材
の長手方向に沿って静止体を取り付けるとともに該可動
構造体に該静止体と対応する可動体を取り付は該静止体
と可動体とで形成されるリニヤモータをリニヤモータ駆
動装置でコントロールして前記測定対象物と検出子とを
相対移動できるよう構成し、前記目的を達成しようとす
るものである。
定対象物と移動機構に支持された検出子とを三次元方向
に移動させつつ検出した検出子と測定対象物との相対移
動変位量を所定処理して測定対象物の寸法等を測る三次
元測定機において、前記移動機構を固定部材とこの固定
部材の長手方向に移動可能に案内された前記検出子を支
持する可動構造体とから形成し、該固定部材に固定部材
の長手方向に沿って静止体を取り付けるとともに該可動
構造体に該静止体と対応する可動体を取り付は該静止体
と可動体とで形成されるリニヤモータをリニヤモータ駆
動装置でコントロールして前記測定対象物と検出子とを
相対移動できるよう構成し、前記目的を達成しようとす
るものである。
また、第2の発明を、載物台に取り付けられた測定対象
物と移動機構に支持された検出子とを三次元方向に移動
さゼつつ検出した検出子と測定対象物との相対移動変位
量を所定処理して測定対象物の寸法等を測る三次元測定
機において、前記移動機構を、前記載物台のX軸方向両
側端にY軸方向に延在配設された一対のガイドレールか
ら形成した固定部材とガイドレールの第1のガイドレー
ルにX軸およびX軸方向が位置規制されY軸方向に移動
可能とされた第1のYスライダと、第2のガイドレール
にX軸方向が位置規制されY軸方向に移動可能とされた
第2のYスライダとを含み形成された可動構造体とから
構成し、該第1のガイドレールに設けられた静止体と第
1のYスライダに設けられた可動体とから形成されたリ
ニヤモータを備え、リニヤモータ駆動装置によって該リ
ニヤモータを制御して測定対象物と検出子とを相対移動
できるよう構成し、前記目的を達成しようとするもので
ある。
物と移動機構に支持された検出子とを三次元方向に移動
さゼつつ検出した検出子と測定対象物との相対移動変位
量を所定処理して測定対象物の寸法等を測る三次元測定
機において、前記移動機構を、前記載物台のX軸方向両
側端にY軸方向に延在配設された一対のガイドレールか
ら形成した固定部材とガイドレールの第1のガイドレー
ルにX軸およびX軸方向が位置規制されY軸方向に移動
可能とされた第1のYスライダと、第2のガイドレール
にX軸方向が位置規制されY軸方向に移動可能とされた
第2のYスライダとを含み形成された可動構造体とから
構成し、該第1のガイドレールに設けられた静止体と第
1のYスライダに設けられた可動体とから形成されたリ
ニヤモータを備え、リニヤモータ駆動装置によって該リ
ニヤモータを制御して測定対象物と検出子とを相対移動
できるよう構成し、前記目的を達成しようとするもので
ある。
本発明に係る三次元測定機の一実施例を図面を参考しな
がら詳細に説明する。
がら詳細に説明する。
この実施例は第1図ないし第5図に示され、基台2には
上面が水平に位置出しされた載物台1が取り付けられ、
X軸方向の両側には第1図においてその右側に第1のガ
イドレールIORが、その左側には第2のガイドレール
IOLが設けられ、この一対をもってガイドレール10
が形成されている。第1のガイドレールIORには第1
のYスライダ15Rが案内されており、また、第2のガ
イドレールIOLにも第2のYスライダ15Lが案内さ
れている。このガイドレール10には、各Yスライダ1
5R,15Lに対応した支柱30R130Lがそれぞれ
立設されている。そして、支柱30の上端部には調整ネ
ジ33.33で水平、垂直に位置調整した梁部材32が
渡架され、またその下方において、梁部材32の調整時
の安定性と通常運転時の機械的強度を上げるための補強
部材31で連結されている。梁部材32にはXスライダ
35がX軸方向い移動可能に装着されており、このXス
ライダ35には、先端に検出子4が取り付けられたスピ
ンドル5をX軸方向に移動可能に支持するZ軸ケース8
が一体的に設けられているにこに、この実施例では、ガ
イドレール10 (l01?、l0L)が固定部材10
0とされ、一方Yスライダ15 (15,151)とこ
のYスライダ15に一体的に設けられた支柱30 (3
0R,30L)、梁部材32、Xスライダ35およびZ
軸ケース8を含み可動構造体200とされている。
上面が水平に位置出しされた載物台1が取り付けられ、
X軸方向の両側には第1図においてその右側に第1のガ
イドレールIORが、その左側には第2のガイドレール
IOLが設けられ、この一対をもってガイドレール10
が形成されている。第1のガイドレールIORには第1
のYスライダ15Rが案内されており、また、第2のガ
イドレールIOLにも第2のYスライダ15Lが案内さ
れている。このガイドレール10には、各Yスライダ1
5R,15Lに対応した支柱30R130Lがそれぞれ
立設されている。そして、支柱30の上端部には調整ネ
ジ33.33で水平、垂直に位置調整した梁部材32が
渡架され、またその下方において、梁部材32の調整時
の安定性と通常運転時の機械的強度を上げるための補強
部材31で連結されている。梁部材32にはXスライダ
35がX軸方向い移動可能に装着されており、このXス
ライダ35には、先端に検出子4が取り付けられたスピ
ンドル5をX軸方向に移動可能に支持するZ軸ケース8
が一体的に設けられているにこに、この実施例では、ガ
イドレール10 (l01?、l0L)が固定部材10
0とされ、一方Yスライダ15 (15,151)とこ
のYスライダ15に一体的に設けられた支柱30 (3
0R,30L)、梁部材32、Xスライダ35およびZ
軸ケース8を含み可動構造体200とされている。
なお、Z軸ケース8には、スピンドル5を固定するため
のスピンドル固定ネジ7と、検出子4を固定するための
固定ネジ6とが設けられている。
のスピンドル固定ネジ7と、検出子4を固定するための
固定ネジ6とが設けられている。
また、右側のYスライダ15Rには、軸部材27、微動
ネジ26およびクランプネジ25からなる移動機構3の
可動側構造体200をY軸方向に手動送りする場合の微
動手段28が設けられ、同様に支柱(30R,30L)
間に渡るシャフト36、クランプネジ38および微動ダ
イヤル32から形成されたXスライダ35をX軸方向に
手動で微動送りするための微動手段39が設けられてい
る。両微動手段28.39は公知ゆえ詳細説明は省略す
る。
ネジ26およびクランプネジ25からなる移動機構3の
可動側構造体200をY軸方向に手動送りする場合の微
動手段28が設けられ、同様に支柱(30R,30L)
間に渡るシャフト36、クランプネジ38および微動ダ
イヤル32から形成されたXスライダ35をX軸方向に
手動で微動送りするための微動手段39が設けられてい
る。両微動手段28.39は公知ゆえ詳細説明は省略す
る。
次に、主に第3図ないし第5図を参照して、リニヤモー
タ40、変位検出装置cj1と移動機構3との関係を説
明する。載物台1の右側の第1のYスライダ15Rは、
機枠16と車輪17.18.19とからなり、第1のガ
イドレールIORの水平面である上部11に軸21で回
転可能に支持された車輪17が案内され、垂直面である
雨上側部14.14には、垂直な軸22.22に回転可
能に支持された車輪18.19がそれぞれ案内されてい
る。従って、第1のYスライダ15RはY軸方向に移動
可能かつX軸およびX軸方向に変位不能として第1のガ
イドレールIORに案内されるよう支持されている。ま
た、第1のガイドレール10Rの左側部13には二次導
体としての静止体41がその長手方向に沿って取り付け
られており、一方静止体41に対向する位置で一次側す
なわちステータに相当する可動体42が第1のYスライ
ダ15Rの機枠16(第3図で左側方向)に取り付けら
れ、この静止体41と可動体42とから、誘導形の平板
片側式のリニヤモータ40が形成される。第1のガイド
レールIOHの右側部12には、その長手方向に沿って
μmオーダーの光学格子が刻設されたスケール52が固
着され、第1のYスライダ15Rの機枠16にはスケー
ル52と対面し相応する光学格子を存するインデックス
スケール、発光器、受光器(図示省略)を含み形成され
たセンサ53が取り付けられている。このセンサ53は
、第1のYスライダ15Rが第1のガイドレールIOR
に対しY軸方向に変位したときにサイクリックなアナロ
グ信号を発するものである。なお、fl整ビス47は、
スケール52と前記インデックススケールとの両光学格
子の相対位置を調整するためにセンサ53の僅かの位置
変更を行うものである。
タ40、変位検出装置cj1と移動機構3との関係を説
明する。載物台1の右側の第1のYスライダ15Rは、
機枠16と車輪17.18.19とからなり、第1のガ
イドレールIORの水平面である上部11に軸21で回
転可能に支持された車輪17が案内され、垂直面である
雨上側部14.14には、垂直な軸22.22に回転可
能に支持された車輪18.19がそれぞれ案内されてい
る。従って、第1のYスライダ15RはY軸方向に移動
可能かつX軸およびX軸方向に変位不能として第1のガ
イドレールIORに案内されるよう支持されている。ま
た、第1のガイドレール10Rの左側部13には二次導
体としての静止体41がその長手方向に沿って取り付け
られており、一方静止体41に対向する位置で一次側す
なわちステータに相当する可動体42が第1のYスライ
ダ15Rの機枠16(第3図で左側方向)に取り付けら
れ、この静止体41と可動体42とから、誘導形の平板
片側式のリニヤモータ40が形成される。第1のガイド
レールIOHの右側部12には、その長手方向に沿って
μmオーダーの光学格子が刻設されたスケール52が固
着され、第1のYスライダ15Rの機枠16にはスケー
ル52と対面し相応する光学格子を存するインデックス
スケール、発光器、受光器(図示省略)を含み形成され
たセンサ53が取り付けられている。このセンサ53は
、第1のYスライダ15Rが第1のガイドレールIOR
に対しY軸方向に変位したときにサイクリックなアナロ
グ信号を発するものである。なお、fl整ビス47は、
スケール52と前記インデックススケールとの両光学格
子の相対位置を調整するためにセンサ53の僅かの位置
変更を行うものである。
一方、第5図に示す通り第2のYスライダI5Lは、軸
21に回転可能に支持された車輪20で第2のガイドレ
ールIOLの上部11の水平面に案内され、Y軸方向に
移動可能のみならずX軸方向にも変位可能である。これ
は両支社3OR,30Lの間隔が例えば熱的変動があっ
たときにも支障のないようするためである。なお、第1
のYスライダ15Rについては、X軸およびX軸方向に
移動不能に第1のガイドレールIORに案内されている
ので、リニヤモータ40の静止体41と可動体42との
隙間ならびにスケール52とセンサ53に内蔵された図
示しないインデックススケールとの隙間は規定値を維持
できる。ところで第1のYスライダ15Rには上記のよ
うにリニヤモータ40を形成するための可動体42が設
けられているので、その安定した動力を得るために可動
体42の一定の大きさくY軸方向)と、安定支持のため
の車輪17.18.19はY軸方向に一定距離を隔てた
2組が設けられていることを考慮して第2図で見る通り
、図示しない第2のYスライダ15LよりもY軸方向に
長く形成されている。従って、第1のガイドレールIO
Rは第2のガイドレールIOLより長大とされている。
21に回転可能に支持された車輪20で第2のガイドレ
ールIOLの上部11の水平面に案内され、Y軸方向に
移動可能のみならずX軸方向にも変位可能である。これ
は両支社3OR,30Lの間隔が例えば熱的変動があっ
たときにも支障のないようするためである。なお、第1
のYスライダ15Rについては、X軸およびX軸方向に
移動不能に第1のガイドレールIORに案内されている
ので、リニヤモータ40の静止体41と可動体42との
隙間ならびにスケール52とセンサ53に内蔵された図
示しないインデックススケールとの隙間は規定値を維持
できる。ところで第1のYスライダ15Rには上記のよ
うにリニヤモータ40を形成するための可動体42が設
けられているので、その安定した動力を得るために可動
体42の一定の大きさくY軸方向)と、安定支持のため
の車輪17.18.19はY軸方向に一定距離を隔てた
2組が設けられていることを考慮して第2図で見る通り
、図示しない第2のYスライダ15LよりもY軸方向に
長く形成されている。従って、第1のガイドレールIO
Rは第2のガイドレールIOLより長大とされている。
なお、第1のYスライダ15Rの金具23は基台2に設
けられた一対のリミットスイッチ24.24と協働し第
1のガイドレールIORおよび載物台lに対する第1の
Yスライダ15Rの移動方向の左限と右限を検出するた
めのものである。また、支柱30R,30Lのそれぞれ
の上部に設けられたリミットスイッチ29.29はZ軸
ケース8と協働し、Xスライダ35の梁部材32に対す
る左限と右限とを検出するためのものである。
けられた一対のリミットスイッチ24.24と協働し第
1のガイドレールIORおよび載物台lに対する第1の
Yスライダ15Rの移動方向の左限と右限を検出するた
めのものである。また、支柱30R,30Lのそれぞれ
の上部に設けられたリミットスイッチ29.29はZ軸
ケース8と協働し、Xスライダ35の梁部材32に対す
る左限と右限とを検出するためのものである。
リニヤモータ駆動装置43は、−次側である可動体42
のコイルに順次和項り換えして電圧を印荷するスイッチ
ング回路44とその励磁相を指定制御する位相制御回路
45とこれに指令する操作回路46とから形成され、こ
の操作回路46には、切替回路48を介し第1のYスラ
イダ15Rすなわち移動機構3に支持された検出子4を
所定量だけ半自動方式で移動させるためのジョイスチツ
ク49または全自動方式をするためのデータ処理装置6
0の制i11回路62から駆動指令信号SIが入力され
るようなっている。
のコイルに順次和項り換えして電圧を印荷するスイッチ
ング回路44とその励磁相を指定制御する位相制御回路
45とこれに指令する操作回路46とから形成され、こ
の操作回路46には、切替回路48を介し第1のYスラ
イダ15Rすなわち移動機構3に支持された検出子4を
所定量だけ半自動方式で移動させるためのジョイスチツ
ク49または全自動方式をするためのデータ処理装置6
0の制i11回路62から駆動指令信号SIが入力され
るようなっている。
データ処理装置60は、測定プログラムを含む測定回路
62と制御プログラムを含む制御回路63と一定の手順
でリニヤモータ40を駆動して検出子4を移動させて所
定の測定を行わせるための手順プログラムを含むシーケ
ンス回路61とから形成されている。従って、全自動方
式による運転の場合には、シーケンス回路61からの指
令に基づいて制御回路63から切替回路48を介し、第
1のYスライダ15Rを移動させるべき移動量とその移
動方向の指定を含む駆動指令信号S、が出力される。
62と制御プログラムを含む制御回路63と一定の手順
でリニヤモータ40を駆動して検出子4を移動させて所
定の測定を行わせるための手順プログラムを含むシーケ
ンス回路61とから形成されている。従って、全自動方
式による運転の場合には、シーケンス回路61からの指
令に基づいて制御回路63から切替回路48を介し、第
1のYスライダ15Rを移動させるべき移動量とその移
動方向の指定を含む駆動指令信号S、が出力される。
ところで、変位検出装置51は、スケール52、このス
ケール52に対面し第1のYスライダ15RのY軸方向
移動変位量相当のアナログ信号を出力するセンサ53、
そのアナログ信号を所定の分割処理してデジタル信号と
変換するパルス化回路54、その移動方向を弁別する位
相弁別回路55および位相弁別回路5°5からの所定の
分解能とされたパルス信号を計数する可逆カウンタ56
とから形成され、この実施例では1μmで1パルス信号
が発するようされている。従って、カウンタ56での計
数値が第1のYスライダ15Rの移動変位量となる。カ
ウンタ56の計数値はデータ処理装置60の測定回路6
2に入力され、検出子4が載物台1に載置された測定対
象物Wの測定面に関与するたびに発せられる検出子4か
らの関与信号でその都度ラッチされる。検出子4はタッ
チ信号プローブとされている。また、68はCRT、プ
リンタ等を含む表示装置で測定値を表示するものである
。なお、第1のYスライダ15Rの移動速度を一定化す
るために備え変位検出装置51の位相弁別回路55から
のパルス信号の周波数Fを電圧信号Vに変換するF/V
変換器69が準備されている。このF/V変換器69を
操作回路46に接続するときは、カウンタ56からの計
数値相当信号S2と制御回路63からの駆動指令信号S
。
ケール52に対面し第1のYスライダ15RのY軸方向
移動変位量相当のアナログ信号を出力するセンサ53、
そのアナログ信号を所定の分割処理してデジタル信号と
変換するパルス化回路54、その移動方向を弁別する位
相弁別回路55および位相弁別回路5°5からの所定の
分解能とされたパルス信号を計数する可逆カウンタ56
とから形成され、この実施例では1μmで1パルス信号
が発するようされている。従って、カウンタ56での計
数値が第1のYスライダ15Rの移動変位量となる。カ
ウンタ56の計数値はデータ処理装置60の測定回路6
2に入力され、検出子4が載物台1に載置された測定対
象物Wの測定面に関与するたびに発せられる検出子4か
らの関与信号でその都度ラッチされる。検出子4はタッ
チ信号プローブとされている。また、68はCRT、プ
リンタ等を含む表示装置で測定値を表示するものである
。なお、第1のYスライダ15Rの移動速度を一定化す
るために備え変位検出装置51の位相弁別回路55から
のパルス信号の周波数Fを電圧信号Vに変換するF/V
変換器69が準備されている。このF/V変換器69を
操作回路46に接続するときは、カウンタ56からの計
数値相当信号S2と制御回路63からの駆動指令信号S
。
とも比較して位相制御回路45に出力する信号の変化率
または周波数を調整することができる。
または周波数を調整することができる。
このように構成された実施例の三次元測定機は以下のよ
うい取り扱われる。
うい取り扱われる。
(?llり定4X備)
測定対象物Wを載物台1に取り付け、載物台lに対する
検出子4の原点チェックを公知の方法によって行う。
検出子4の原点チェックを公知の方法によって行う。
(手動運転)
手動運転とは移動機構3、具体的にはスピンドル5等を
オペレータが把持して人力による手送りで検出子4を移
動させる運転である。この手動運転は、す・ニヤモータ
駆動装置43を停止させて行うからリニヤモータ400
機能は発渾されない。
オペレータが把持して人力による手送りで検出子4を移
動させる運転である。この手動運転は、す・ニヤモータ
駆動装置43を停止させて行うからリニヤモータ400
機能は発渾されない。
従って、ガイドレール10 (IOR,l0L)上をY
スライダ15 (L5R,15L)が車輪171B、1
9.20で案内されて移動されることになる。なお、変
位検出装置51、データ処理装置60のシーケンス回路
61.測定回路62および表示装置68は起動され、測
定が行われる。なお、検出子4の微動は、Y軸方向につ
いては微動手段28、X軸方向については微動手段39
によって行うことができる。
スライダ15 (L5R,15L)が車輪171B、1
9.20で案内されて移動されることになる。なお、変
位検出装置51、データ処理装置60のシーケンス回路
61.測定回路62および表示装置68は起動され、測
定が行われる。なお、検出子4の微動は、Y軸方向につ
いては微動手段28、X軸方向については微動手段39
によって行うことができる。
(半自動運転)
半自動運転は、上記手動運転に対し、検出子4の移動を
人力でなくジョイスチック49で掻作してリニヤモータ
駆動装置43、リニヤモータ40を起動して行うもので
ある。変位検出装置51、データ処理装置60および表
示装置68については手動運転の場合と同様に機能する
。
人力でなくジョイスチック49で掻作してリニヤモータ
駆動装置43、リニヤモータ40を起動して行うもので
ある。変位検出装置51、データ処理装置60および表
示装置68については手動運転の場合と同様に機能する
。
ジョイスチソク49の操作枠の傾斜によって移動変位量
相当パルス数とその方向の特定された信号S、が切替回
路48を介しリニヤモータ駆動装置43の操作回路46
に入力されると、位相制御回路45は励磁相の切り換え
方向とその相特定をしてスイッチング回路44を作動さ
せる。従って、スイッチング回路44に接続されたリニ
ヤモータ40の一次側すなわち第1のYスライダ15R
に取り付けられた可動体42のコイルに順次電圧が印荷
される。可動体42と二次導体たる静止体41とは軸方
向磁束切り換えによりリニヤモータ40として機能する
から静止体41に対し可動体42がY軸方向に移動する
。そして、検出子4が測定対象物Wの測定面に順次移動
し両者が当接するようジョイスチック49を操作して行
う。
相当パルス数とその方向の特定された信号S、が切替回
路48を介しリニヤモータ駆動装置43の操作回路46
に入力されると、位相制御回路45は励磁相の切り換え
方向とその相特定をしてスイッチング回路44を作動さ
せる。従って、スイッチング回路44に接続されたリニ
ヤモータ40の一次側すなわち第1のYスライダ15R
に取り付けられた可動体42のコイルに順次電圧が印荷
される。可動体42と二次導体たる静止体41とは軸方
向磁束切り換えによりリニヤモータ40として機能する
から静止体41に対し可動体42がY軸方向に移動する
。そして、検出子4が測定対象物Wの測定面に順次移動
し両者が当接するようジョイスチック49を操作して行
う。
従って、検出子4をモータ駆動方式により移動させても
移動機構3の固定部材100であるガイドレール10と
、一体的な支柱30等を含みYスライダ15とされた可
動構造体200とは、リニヤモータ40の静止体41と
可動体42とが非接触とされているから検出子4に振れ
や振動を伝達することがない。従って、精度の高い測定
を行うことができる。また、リニヤモータ40を利用し
たデジタルサーボ機構を形成するためのフィードバック
信号も分解能1μmとされたカウンタ56からの計数値
が利用できるから格別のフィードバック用検出器を設け
ずして正確な検出子4の移動ができ、検出子4自体も過
大オーバストローク特性を有するものとしなくともよい
からその適用種別拡大ができ三次元測定としての機能拡
大に役立つ。
移動機構3の固定部材100であるガイドレール10と
、一体的な支柱30等を含みYスライダ15とされた可
動構造体200とは、リニヤモータ40の静止体41と
可動体42とが非接触とされているから検出子4に振れ
や振動を伝達することがない。従って、精度の高い測定
を行うことができる。また、リニヤモータ40を利用し
たデジタルサーボ機構を形成するためのフィードバック
信号も分解能1μmとされたカウンタ56からの計数値
が利用できるから格別のフィードバック用検出器を設け
ずして正確な検出子4の移動ができ、検出子4自体も過
大オーバストローク特性を有するものとしなくともよい
からその適用種別拡大ができ三次元測定としての機能拡
大に役立つ。
(全自動運転)
全自動運転とは、検出子4の移動および測定をデータ処
理装置60によって自動的に行うものである。
理装置60によって自動的に行うものである。
まず、測定回路62の測定プログラムとの関連からシー
ケンス回路61の手順プログラムに基づき、検出子4の
移動方向と移動速度がさだめられ、制御回路63の制御
プログラムに基づいて信号S4が切替回路48を介しリ
ニヤモータ駆動装置43に入力される。
ケンス回路61の手順プログラムに基づき、検出子4の
移動方向と移動速度がさだめられ、制御回路63の制御
プログラムに基づいて信号S4が切替回路48を介しリ
ニヤモータ駆動装置43に入力される。
その後の移動および測定は上記半自動の場合と同様であ
る。
る。
(切替運転)
切替運転とは、半自動もしくは全自動運転から手動運転
へまたはその逆に切り替えることをいう。
へまたはその逆に切り替えることをいう。
この実施例では、駆動モータを非接触な静止体41と可
動体42とのリニヤモータ40としているから、従来の
送りネジとナンド部材との分離、螺合等作業を必要とせ
ずリニヤモータ駆動装置43を停止状態とすれば、ただ
ちに手動運転にまたは半自動もしくは全自動運転に切り
替えることができる。
動体42とのリニヤモータ40としているから、従来の
送りネジとナンド部材との分離、螺合等作業を必要とせ
ずリニヤモータ駆動装置43を停止状態とすれば、ただ
ちに手動運転にまたは半自動もしくは全自動運転に切り
替えることができる。
以上の如くこの実施例によれば、リニヤモータ40の採
用により固定部材100と可動構造体200とが従来の
モータ駆動するために螺合等接触型とされていたのに対
し非接触であるからモータ移動のための軸振れ、振動等
が検出子4に伝達されるということがないので高I#
&な測定を保証できる。ガイドレール10はモータ駆動
するか否かにかかわらず車輪17.18,19.20の
案内のために真直度等精密加工されているが、これにリ
ニヤモータ40の二次導体たる静止体41が固着されて
いるのでその精密加工品を有効に利用できこの点からも
高精度測定を助長できる。また、特に、三次元測定機で
は構造の複雑化、大型化は構造物の撓みに直結し測定精
度を劣悪化させるがリニヤモータ採用により動力伝達機
構やその支持構造物も必要ないから小型化することがで
きるばかりか騒音を発せず取り扱いも容易かつメンテナ
ンスも容易である。固定部材100と可動構造体200
とはリニヤモータ駆動装置43を停止するだけで分離さ
れ、一方、リニヤモータ駆動装置43を起動させるだけ
で結合されるから従来の送りネジとナツト部材の螺合・
解放による複雑かつ大型の粗微動手段を設けずしてたた
らに手動−自動切替が可能となる。
用により固定部材100と可動構造体200とが従来の
モータ駆動するために螺合等接触型とされていたのに対
し非接触であるからモータ移動のための軸振れ、振動等
が検出子4に伝達されるということがないので高I#
&な測定を保証できる。ガイドレール10はモータ駆動
するか否かにかかわらず車輪17.18,19.20の
案内のために真直度等精密加工されているが、これにリ
ニヤモータ40の二次導体たる静止体41が固着されて
いるのでその精密加工品を有効に利用できこの点からも
高精度測定を助長できる。また、特に、三次元測定機で
は構造の複雑化、大型化は構造物の撓みに直結し測定精
度を劣悪化させるがリニヤモータ採用により動力伝達機
構やその支持構造物も必要ないから小型化することがで
きるばかりか騒音を発せず取り扱いも容易かつメンテナ
ンスも容易である。固定部材100と可動構造体200
とはリニヤモータ駆動装置43を停止するだけで分離さ
れ、一方、リニヤモータ駆動装置43を起動させるだけ
で結合されるから従来の送りネジとナツト部材の螺合・
解放による複雑かつ大型の粗微動手段を設けずしてたた
らに手動−自動切替が可能となる。
また、デジタルサーボ機構を形成するためのフィードバ
ック信号として高分解能のカウンタ56からの計数値相
当信号を利用できるし必要によってカウンタ56以前の
パルス信号をF/V変換器69を介し速度安定用信号と
して利用できるからそれらための格別の位置センサ、速
度センサ等が必要なくこの点も小型化に役立つ。
ック信号として高分解能のカウンタ56からの計数値相
当信号を利用できるし必要によってカウンタ56以前の
パルス信号をF/V変換器69を介し速度安定用信号と
して利用できるからそれらための格別の位置センサ、速
度センサ等が必要なくこの点も小型化に役立つ。
以上の実施例によれば、リニヤモータを誘導形の平板状
片側式としたが要は移動機構の固定部材と可動構造体と
を駆動系が非接触となるよう形成すればよいから同期形
あるいは直流形とする原理および平板両側式等とする構
造はこれに限定されない。
片側式としたが要は移動機構の固定部材と可動構造体と
を駆動系が非接触となるよう形成すればよいから同期形
あるいは直流形とする原理および平板両側式等とする構
造はこれに限定されない。
また、固定部材をガイドレールとし可動構造体を支柱、
梁部材等を含みXスライダとしたが、検出子を移動可能
に支持する方を可動構造体としてこの可動構造体に対す
るものを固定部材とするから、Xスライダを可動構造体
とし梁部材を固定部材として梁部材に対するXスライダ
の移動をリニヤモータで行う場合にも本発明に属するも
のであること明らかである。また、変位検出装置は、光
学格子を有する光学型としたが静電容量式等でもよい。
梁部材等を含みXスライダとしたが、検出子を移動可能
に支持する方を可動構造体としてこの可動構造体に対す
るものを固定部材とするから、Xスライダを可動構造体
とし梁部材を固定部材として梁部材に対するXスライダ
の移動をリニヤモータで行う場合にも本発明に属するも
のであること明らかである。また、変位検出装置は、光
学格子を有する光学型としたが静電容量式等でもよい。
本発明は、検出子のモータ移動を非接触状態で行なえる
ようしているから、動力伝達の振動等が検出子に影響せ
ず高精度な測定を保証できるとともに自動−手動切替が
迅速な取扱性の良い構造簡易かつ小型化できるという優
れた効果を有する。
ようしているから、動力伝達の振動等が検出子に影響せ
ず高精度な測定を保証できるとともに自動−手動切替が
迅速な取扱性の良い構造簡易かつ小型化できるという優
れた効果を有する。
第1図は本発明に係る三次元測定機の一実施例を示す正
面図、第2図は同じく第1図に対応させた側面図、第3
図は同じく第2図に示す切断線A−Aから見た第1のX
スライダの断面図、第4図は同じく第2図に示す切断線
B−Bから見た第1のXスライダの断面図、第5図は同
じく第守図の切断線A−Aに対応する位置における第2
のXスライダの断面図、第6図は同じく全体回路図、第
7図は従来の三次元測定機の正面図および第8図は第7
図に対応させた三次元測定機の側面図である。 ■・・・載物台、3・・・移動8#lB、 4・・・検
出子、Io・・・ガイドレール、15・・・Xスライダ
、30・・・支柱32・・・梁部材、35・・・Xスラ
イダ、40・・・リニヤモータ、41・・・静止体、4
2・・・可動体、43・・・リニヤモータ駆動装置、5
1・・・変位検出装置、53・・・センサ、60・・・
データ処理装置、100・・・固定部材、200・・・
可動構造体。
面図、第2図は同じく第1図に対応させた側面図、第3
図は同じく第2図に示す切断線A−Aから見た第1のX
スライダの断面図、第4図は同じく第2図に示す切断線
B−Bから見た第1のXスライダの断面図、第5図は同
じく第守図の切断線A−Aに対応する位置における第2
のXスライダの断面図、第6図は同じく全体回路図、第
7図は従来の三次元測定機の正面図および第8図は第7
図に対応させた三次元測定機の側面図である。 ■・・・載物台、3・・・移動8#lB、 4・・・検
出子、Io・・・ガイドレール、15・・・Xスライダ
、30・・・支柱32・・・梁部材、35・・・Xスラ
イダ、40・・・リニヤモータ、41・・・静止体、4
2・・・可動体、43・・・リニヤモータ駆動装置、5
1・・・変位検出装置、53・・・センサ、60・・・
データ処理装置、100・・・固定部材、200・・・
可動構造体。
Claims (4)
- (1)載物台に取り付けられた測定対象物と移動機構に
支持された検出子とを三次元方向に移動させつつ検出し
た検出子と測定対象物との相対移動変位量を所定処理し
て測定対象物の寸法等を測る三次元測定機において、 前記移動機構を固定部材とこの固定部材の長手方向に移
動可能に案内された前記検出子を支持する可動構造体と
から形成し、該固定部材に固定部材の長手方向に沿って
静止体を取り付けるとともに該可動構造体に該静止体と
対応する可動体を取り付け、該静止体と可動体とで形成
されるリニヤモータをリニヤモータ駆動装置でコントロ
ールして前記測定対象物と検出子とを相対移動できるよ
う構成したことを特徴とする三次元測定機。 - (2)載物台に取り付けられた測定対象物と移動機構に
支持された検出子とを三次元方向に移動させつつ検出し
た検出子と測定対象物との相対移動変位量を所定処理し
て測定対象物の寸法等を測る三次元測定機において、 前記移動機構を前記載物台のX軸方向両側端にY軸方向
に延在配設された一対のガイドレールから形成した固定
部材と該ガイドレールの第1のガイドレールにX軸およ
びZ軸方向が位置規制されY軸方向に移動可能とされた
第1のYスライダと第2のガイドレールにZ軸方向が位
置規制されY軸方向に移動可能とされた第2のYスライ
ダとを含み形成された可動構造体とから構成し、該第1
のガイドレールに設けられた静止体と第1のYスライダ
に設けられた可動体とから形成されたリニヤモータを備
え、リニヤモータ駆動装置によって該リニヤモータを制
御して測定対象物と検出子とを相対移動できるよう構成
したことを特徴とする三次元測定機。 - (3)前記特許請求の範囲第2項において、前記可動構
造体の第1のガイドレールには相互に直交する平面が設
けられ、前記リニヤモータの静止体は前記検出子のY輪
方向用の移動変位検出器のスケールが取り付けられてい
ない該第1のガイドレールの1つの平面に固着されてい
ることを特徴とする三次元測定機。 - (4)前記特許請求の範囲第2項または第3項において
、前記可動構造体の第1のガイドレールは第2のガイド
レールよりもY軸方向い長大とされていることを特徴と
する三次元測定機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4097486A JPS62198710A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 三次元測定機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4097486A JPS62198710A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 三次元測定機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62198710A true JPS62198710A (ja) | 1987-09-02 |
Family
ID=12595417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4097486A Pending JPS62198710A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 三次元測定機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62198710A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02140408U (ja) * | 1989-04-27 | 1990-11-26 | ||
| JP2014206416A (ja) * | 2013-04-11 | 2014-10-30 | 株式会社東京精密 | 測定機、及び、測定機の移動ガイド機構 |
| JP2019035777A (ja) * | 2015-01-30 | 2019-03-07 | 株式会社東京精密 | 三次元座標測定装置 |
| JP2019164000A (ja) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 株式会社東京精密 | 表面形状測定装置 |
-
1986
- 1986-02-26 JP JP4097486A patent/JPS62198710A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02140408U (ja) * | 1989-04-27 | 1990-11-26 | ||
| JP2014206416A (ja) * | 2013-04-11 | 2014-10-30 | 株式会社東京精密 | 測定機、及び、測定機の移動ガイド機構 |
| JP2019035777A (ja) * | 2015-01-30 | 2019-03-07 | 株式会社東京精密 | 三次元座標測定装置 |
| JP2019164000A (ja) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 株式会社東京精密 | 表面形状測定装置 |
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